電力電纜故障點(diǎn)測(cè)試方法

  在電力系統(tǒng)中常用的電纜有電力電纜和控制電纜兩大類(lèi)，其中電力電纜是用來(lái)輸送和分配大功率電能的。按絕緣材料的不同，可以分為油浸紙絕緣電力電纜、橡皮絕緣電力電纜和聚氯乙烯絕緣電纜，在工程上應(yīng)用zui廣泛的是油浸紙絕緣電力電纜，由于電纜在制作中，以及鋪設(shè)線路、環(huán)境溫度、施工原則等，國(guó)家都有明文規(guī)定，在此不再贅述，本文主要對(duì)電力電纜易發(fā)生故障的可能點(diǎn)及如何進(jìn)行測(cè)試的幾種方法，介紹給大家。
     1電纜故障的類(lèi)型及測(cè)試方法
  電纜發(fā)生故障后一般先用1500V以上搖表或高阻計(jì)判別故障類(lèi)型，再用不同儀器和方法初測(cè)故障，zui后用定點(diǎn)法確定故障點(diǎn)，故障點(diǎn)的精測(cè)方法有感應(yīng)法和聲測(cè)法兩種。
  感應(yīng)法，其原理是當(dāng)音頻電流經(jīng)過(guò)電纜線芯時(shí)，在電纜的周?chē)须姶挪ù嬖?，因些攜帶電磁感應(yīng)接收器，沿線路行走時(shí)，可收聽(tīng)到電磁波的音響，音頻電流流到故障點(diǎn)時(shí)，電流突變，電磁波的音頻發(fā)生突變，這種方法對(duì)尋找斷線相間低電阻短路故障很方便，但不宜于尋找高電阻短路及單相接地故障。
  聲測(cè)法，其原理是用高壓脈沖促使故障點(diǎn)放電，產(chǎn)生放電聲，用傳感器在地面上接收這種放電聲，以測(cè)出故障點(diǎn)的位置。
  具體故障類(lèi)型按以下方法進(jìn)行測(cè)試。
  1.1低電阻接地故障
  1.1.1單相低電阻接地故障
  （1）故障點(diǎn)的測(cè)試。
  電纜的單相低電阻接地故障是指電纜的一根芯線對(duì)地的絕緣由阻低于100kΩ，而芯線連續(xù)性良好。此類(lèi)故障隱蔽性強(qiáng)，我們可以采用回路定點(diǎn)法原理進(jìn)行測(cè)試。接線圖如圖1a所示，將故障芯線與另一完好芯線組成測(cè)量回路，用電橋測(cè)量，一端用跨接線跨接，另一端接電源、電橋或檢流計(jì)，調(diào)節(jié)電橋電阻使電橋平衡，當(dāng)電纜芯線材質(zhì)和截面相同時(shí)，可按下列公式計(jì)算
  若損壞的線芯和良好的芯線在電橋上位置相互調(diào)換時(shí)，則有式中Z——測(cè)量端至故障點(diǎn)的距離m； L——電纜總長(zhǎng)度，m； R1、R2——電橋的電阻臂。
  在正常情況下，這兩種接線測(cè)量結(jié)果應(yīng)相同，誤差一般為0.1％～0.2％，如果超出此范圍或者X>L/2，可將測(cè)量?jī)x表移到線路的另一端測(cè)量。
  另外，我們還可以采用連續(xù)掃描脈沖示波器法（MST—1A型或LGS—1型數(shù)字式測(cè)試儀）進(jìn)行測(cè)試。短路或接地故障點(diǎn)處反射波將為負(fù)反射，示波器熒屏圖如圖1b所示。此時(shí)故障點(diǎn)距離可按下列公式計(jì)算式中X——反射時(shí)間μs； V——波速，m/μs。
  （2）測(cè)量時(shí)注意的事項(xiàng)。
  a.跨接線的截面應(yīng)與電纜芯線截面接近，跨接線應(yīng)盡量短，并保持良好。
  b.測(cè)量回路應(yīng)盡可能繞開(kāi)分支箱或變、配電所，越短越好。
  c.直流電源電壓應(yīng)不低于1500V。
  d.直流電源負(fù)極應(yīng)經(jīng)電橋接到電纜導(dǎo)體，正極接電纜內(nèi)護(hù)層并接地。
  e.操作人員應(yīng)站在絕緣墊上，并將橋臂電阻、檢流計(jì)、分流器等放在絕緣墊上。
  1.1.2兩相短路故障點(diǎn)的測(cè)試
  當(dāng)出現(xiàn)兩相短路故障點(diǎn)，測(cè)量接線方法如圖2所示。測(cè)量時(shí)可將任一故障芯線作接地線，另一故障芯線接電橋，計(jì)算公式和測(cè)量方法與單相低電阻接地故障點(diǎn)相同。
  1.1.3三相短路故障點(diǎn)的測(cè)試
  當(dāng)發(fā)生三相短路故障時(shí)，測(cè)量時(shí)必須借用其他并行的線路或裝設(shè)臨時(shí)線路作回路，裝設(shè)臨時(shí)線路，必須測(cè)量該線路的電阻，接線方法如同圖2所示?？砂聪率接?jì)算，即式中R為臨時(shí)線的單線電阻值，其余符號(hào)的含義與式（2）相同。

1.2高電阻接地故障點(diǎn)
  電纜的高電阻接地故障是指導(dǎo)體與鋁護(hù)層或?qū)w與導(dǎo)體之間的絕緣電阻值遠(yuǎn)低于正常值，但大于100kΩ，而芯線連續(xù)性良好。
  1.2.1用高壓電橋法尋找高阻接地故障
  其接線原理如圖3a所示，由于故障點(diǎn)電阻大，必需使用高壓直流電源，以保證通過(guò)故障點(diǎn)的電流不致太小。橋臂電阻為100等分的3.5Ω左右的滑線電阻，電橋所加電壓10～200kV，微安表指示為100～20μA，故障點(diǎn)至測(cè)量端的距離可按下式測(cè)算，即當(dāng)調(diào)換圖3中故障芯線與完好芯線的位置時(shí)則有式中X——故障點(diǎn)至測(cè)量的距離，m; L——電纜線路長(zhǎng)度，m；C——滑線電橋讀數(shù)。
  1.2.2一次掃描示波器（711型）法
  所謂的一次掃描示波器法是采用高壓一次掃描示波器，記錄故障點(diǎn)放電振蕩波形，確定故障點(diǎn)，示波器熒光屏如圖3b所示，故障點(diǎn)的距離可按以下公式計(jì)算式中V——波速，m/μs；T——振蕩周期，μs。
  1.2.3測(cè)量時(shí)應(yīng)意事項(xiàng)
  （1）由于測(cè)量是在高壓下進(jìn)行，必須與地可*絕緣，操作人員應(yīng)戴絕緣手套，用絕緣桿操作，并與高壓引線保持一距離。
  （2）同一電纜中不測(cè)量芯線也必須可*接地，以防感應(yīng)產(chǎn)生危險(xiǎn)高壓。
  （3）測(cè)量時(shí)應(yīng)逐漸加壓，若發(fā)現(xiàn)電流表指針晃動(dòng)或閃絡(luò)性故障，要立即停止測(cè)量，以免燒毀儀表。
  （4）當(dāng)用正接法測(cè)量完畢而需要更換接線時(shí)，必須降低電壓，切斷電源，只有將回路中殘余電荷放盡，才能調(diào)換接線進(jìn)行反接法測(cè)量。
  1.3*斷線故障點(diǎn)
  所謂*斷線故障是指各相絕緣良好，一相或者多相導(dǎo)線不連續(xù)。此時(shí)，同樣可采用二種方法進(jìn)行測(cè)試。
  1.3.1電橋法（電容電橋，QF1—A型電橋）
  其接線如圖4a所示，在線路二端測(cè)量故障的電容與標(biāo)準(zhǔn)電容器之比，確定故障點(diǎn)的距離，可按下列公式計(jì)算式中CE、CF分別為故障相在E、F端時(shí)所測(cè)的電容。
  1.3.2連續(xù)掃描示波器法（MST—1A或LGS—1型）
  采用示波器法，發(fā)射脈沖，在斷線故障點(diǎn)處，反射波為正反射。示波器熒屏圖如圖4b所示，故障點(diǎn)的距離按下列公式計(jì)算式中V——波速，m/μs；T——反射時(shí)間，μs。
  1.4不*斷線故障點(diǎn)
  不*斷線點(diǎn)分高電阻斷線（導(dǎo)體電阻大于1kΩ）和低電阻斷線（導(dǎo)體電阻小于1kΩ）兩種情況。它表現(xiàn)出各相絕緣良好，一相或多相導(dǎo)線不*連續(xù)。此時(shí)我們對(duì)高電阻斷線可采用交流電橋法測(cè)量，其接線原理圖如圖5所示。在線路兩端測(cè)量故障相的電容與標(biāo)準(zhǔn)電容器之比，其距離按下列公式計(jì)算式中CE、CF分別為故障相在E、F端所測(cè)量的電容。 而對(duì)低電阻斷線，先用低壓電流使其燒斷，然后再按*線故障測(cè)試。
  1.5其他
  除以上幾種情況外，還會(huì)發(fā)生一些故障，如：（1）*斷線并接地故障，此故障表現(xiàn)為一端各相絕緣良好，另一端接地，我們可以采用*斷線故障點(diǎn)測(cè)試法。（2）不*斷線并接地故障，此類(lèi)故障表現(xiàn)為各相絕緣良好，一相或多相導(dǎo)線不*連續(xù)，經(jīng)電阻接地，可采用交流電橋法按高阻斷線故障測(cè)試。（3）閃絡(luò)性故障，所謂閃絡(luò)性故障表現(xiàn)各相絕緣電阻良好，而且導(dǎo)線連續(xù)性亦好，故障點(diǎn)已經(jīng)封閉。此時(shí)可采用高電阻接地故障中的一次掃描示波器（711型）法，或者燒穿后用其他方法進(jìn)行測(cè)試。